1.巨大的尺寸和重量

在加工大型模（mó）具時，如何應付（fù）其自身的巨大尺寸和重量是加工企業麵臨的一大挑（tiāo）戰。大型模具的加工往（wǎng）往需要（yào）大（dà）量的勞動（dòng）力、專用設備和多次（cì）調試裝夾，而加工精度（dù）也受到多方麵潛在因素的影（yǐng）響而不易保證（zhèng）。

2.購置（zhì）成本問題

加工生產各類大型模具直接相關的最大費用就是機（jī）床的購置成本。能夠（gòu）生產大（dà）型模具的機床是相當昂貴的，尤其是（shì）在複雜工藝安排下，需要使用多台機床才能完成從（cóng）模具粗加工到精加工的全部工序。這樣的先期高投入成本（běn）也是很多企業進入這一市場的最（zuì）大障礙。由此，我們可以（yǐ）看出，如果可以在一台合（hé）適的（de）機床上實現大型模具的粗加工和精加工，甚至僅需一次調試裝夾，那麽很多問題將迎刃而解，加工精度也可以得到（dào）保證。

加工中心

1.鑄鐵床身結構（gòu），機床主軸（zhóu）具有散熱功能

鑄鐵材料具有很高的剛性和散熱特性，因而是製造機床結構件最穩定的材（cái）料。對於銑削大型零（líng）件用的任何機床，首先需（xū）要具（jù）有非常結實的鑄鐵結構，並裝備有具有散熱（rè）功能的主（zhǔ）軸。

就機床的主軸而言，它必須采用內置冷卻技術，從軸承外麵（miàn）來冷卻主軸，保（bǎo）證在長時間加工（gōng）過程中，主軸本身不會被燒壞或不會因熱膨脹而造成精度損失。這些因素是非常重要的，因為大型模具的（de）加工需要消耗很長的時間，同（tóng）時在重切削條件下，這會增加模具的熱量和應力。所以，機床的結構部件必須具有良好的剛性（xìng）和散熱特性，這是加工出大型優（yōu）質模具的前提。因此，必（bì）須最大程度地（dì）限製加工過程中（zhōng）機床的振動，並快速擴（kuò）散加工過程中產生的熱（rè）量。選擇合適的加工機床和刀具可以（yǐ）實現成本和周期的雙贏。

2.熱穩定技術

由於加工時間過長，環境溫（wēn）度的影響也是必須要考慮的。例（lì）如（rú），在普通機床上加工（gōng）大型模具，當環境溫度變化10℃時，將會導致（zhì）機床立柱發生6℃的（de）溫度變化（huà），從而引起主（zhǔ）軸角板平行度（dù）發生0.07mm的變化。因此，機床的設計必須考慮到（dào）環境溫度的效應，避免環（huán）境溫（wēn）度影響到加工零件的精度。

3.速度（dù）

對（duì）於一台行程能（néng）夠快速移動的大（dà）型（xíng）模具加工中心來說，大型模具加工機床的主軸轉速應至少達到20000r/min，金屬的（de）切削速（sù）度應滿足762～20000mm/min。

4.精度

精（jīng）度控製始終（zhōng）貫穿於模具加工的各個（gè）階（jiē）段（duàn），如果（guǒ）需（xū）要在一台加工中心上實（shí）現對大型（xíng）模具的粗加工（gōng）和精加工，那麽必須嚴格控製機床的（de）定位精度和重複定位精度（dù）。大型模具專用的加工中心，一般其定位精度可（kě）以達到±1.5μm，重複定（dìng）位精度應達到±1μm。同時，其節距精度應（yīng）保持在5μm之內。

5.反饋分辨率

對於高精度曲麵加工，機（jī）床（chuáng）自身的反饋分辨率對於檢測加工零件的精度是十分重要的。采用標準的1μm反饋分辨（biàn）率，通常所獲得的結果並不十分理想。如果分辨率能夠達到0.05μm，那麽其精（jīng）加工結果幾乎沒有任何瑕疵。而（ér）且，通過對機床分辨率、標尺反饋和小節距滾珠（zhū）絲杠的控製可進一步提升零件表麵（miàn）的加工質量。

6.主軸

大型模具加工中心上使用的（de）主軸必須（xū）達到進行粗加工、半精加工和高質（zhì）量精加工的要求，而且作為一個參（cān）考標準，其能夠（gòu）實（shí）現的表麵加工質量應該控製在2μm的水平。通常，對於模具閉合麵和分型線部分的精加工（gōng）十分重要，但在傳統工藝下，許多模具製造商不（bú）得不采用手工拋光的方式，以彌補刀具加（jiā）工精度不足的問題。因為（wéi），大型加工機床的造價（jià）昂貴，如果為此項工序購置多功能機床，顯然是不切（qiē）合實際的。

此（cǐ）外（wài），合理的主軸設計必須（xū）能夠最大程度地延長刀具的（de）使用壽命，使其能夠在（zài）加工周期內以低振動、低溫升的狀態持續工作。例（lì）如（rú），在大型模具加工中心（xīn）上加工汽車儀表板模具時，如采用16mmCBN鑲刀片精加工刀具，加工（gōng）速度可以達到8m/min，使用壽命超過30h，可以將加工表麵質量控製在0.336～3.2μm。由此可知，考慮到（dào）加工大型模具時的刀（dāo）具成（chéng）本增加，采用專（zhuān）門（mén）設計的大型模具加（jiā）工機床，不僅可（kě）以延長刀具使用壽命，而且可以大量節約加工每付模具的刀（dāo）具使用成本。

7.可移動的多軸加工頭

由於模具尺（chǐ）寸和重（chóng）量的限製，一般（bān）裝夾工件需要花（huā）費很長的時間。因此，采（cǎi）用3軸聯動加工中心不僅減少了工（gōng）件的調試裝夾次數（shù），而且又不影響機床的加工精度，從而使車間加（jiā）工大型模具的生產能力大大提高。

可移動（dòng）的多軸加（jiā）工頭可以用於加工（gōng）結構特（tè）別複（fù）雜的（de）大型模具，按可變幾（jǐ）何形狀設計的加工頭（tóu）可允許3軸聯動加工，僅需一次裝夾工件，便可銑削（xuē）加工型腔很深的模具和（hé）冷卻孔，以及切（qiē）削加工許多（duō）其他幾何形狀複（fù）雜的部位（wèi）。例如，當主軸以最佳的角度（dù）傾斜時，可提高加工頭對銑削加工點的接近程（chéng）度，這樣便（biàn）可實現利用多軸加工頭完成對斜孔的加工。

此外，由於多軸加工頭加工工件（jiàn）表麵時，采（cǎi）用的是刀具的半（bàn）徑刀刃而不是刀具的刀尖，因此可提高表麵粗糙度。

8.切屑管理

金屬切削加工時會產生大量的切屑，如果不能及時排除，必然會導致二次切（qiē）削，以（yǐ）及造（zào）成機床結構部件或者工件表麵的溫升。大型（xíng）模具加工中心的工作台下麵通常具有（yǒu）18個排屑孔，不管工作台移動（dòng）到什麽位（wèi）置，都能夠可靠地排除切屑。機床上有4條內置鉸鏈式切屑傳送帶，以很（hěn）高（gāo）的速度將切屑排送到機床前（qián）麵。

9.高壓冷卻液

在大型模具加工時，高（gāo）壓（yā）冷卻液有（yǒu）著非常重（chóng）要的作用（yòng）。例如（rú），在采（cǎi）用2+3軸的加工方法鑽削（xuē）斜孔（kǒng）時，需要壓力為1000psi（1psi=6890Pa）的冷卻（què）液才能有效地排除切屑，並達到更高精度的切削。而如果沒有這種（zhǒng）高壓冷卻（què）液，則在加工斜孔時，需要增添額（é）外的機床，需要二次裝卡，降低加工（gōng）精度，而且增加周期成本。根據以上分析可以看（kàn）出，實現對大型模具的簡單加工需要機床具有更多、更好的（de）功能。

牧野開發的新型MCC2516VG3軸（zhóu）臥式（shì）加工中心（xīn），主軸轉速可達15000r/min，並采用了“軸芯冷卻”方式和“軸承內壓潤滑”功能，保證主軸及其附屬軸承（chéng）可以得到及時、有（yǒu）效地冷卻。

此外，主軸不僅可沿橫向的X軸（zhóu）、垂直方向的Y軸和前後方（fāng）向的Z軸方向運動，還可配合A軸和C軸轉（zhuǎn）動。由於具備2種分（fèn）度功能，因此不僅可減輕調整作業量，還可切削結（jié）構複雜的工件，例如保險（xiǎn）杠、儀表盤和汽（qì）車頭燈透鏡等。

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